MÁQUINAS CNC

MÁQUINAS CNC

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A máquina-ferramenta convencional surgiu juntamente com a

revolução industrial no século XIX. O torno mecânico, por exemplo, teve sua performance sensivelmente melhorada com a invenção da “máquina a vapor”.

Um desses motores girava o eixo-mestre, próximo ao teto da fábrica, cujo movimento era transmitido a vários tornos ao mesmo tempo

através de correias de couro. Uma espécie de “motor comunitário”. Avançando para o século XX, mais precisamente em 1949, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e a “U.S. Air Force” uniram esforços para desenvolver o primeiro comando numérico.

O protótipo foi testado com sucesso em uma fresadora de três eixos, da Cincinnati Milling Machine Company, que até hoje é uma das

maiores fabricantes mundiais de máquinas-ferramenta e injetoras de termoplásticos (entre outros equipamentos) do mundo.

TORNO CONVENCIONAL VERSUS TORNO CNC (COMANDO NUMÉRICO COMPUTADORIZADO)

A máquina Comando Numérico é uma máquina dotada de um

equipamento eletrônico capaz de receber informações, armazená-las e transmiti-las em forma de comandos a máquina operatriz de modo que esta, sem a intervenção do operador, realize as operações na

sequência programada.

A diferença entre CN(Comando Numérico) e CNC(Comando Numérico Computadorizado) esta no computador em si, pelas possibilidades

diferentes que ele oferece em cada sistema.

A diferença básica entre Máquina CN e Máquina CNC é que as máquinas CN não são providas de memória, ou seja, os controles apenas lêem os comandos e executam as tarefas não permitindo alterações nos programas na hora da produção, em quanto que as máquinas CNC possuem memórias e permitem essas alterações

aumentando muito as possibilidades das máquinas, atualmente é muito raro se encontrar uma máquina CN.

A forma de se programar a máquina é a mesma por isso os programas serão sempre chamados de "Programas CN".

Podemos identificar na fabricação com comando numérico, a presença de 3 elementos:

1) A programação - Também chamada de "Software", onde são

informadas a forma da peça, a seqUência de operações, a ferramenta usada em cada operação, a rotação, o avanço, refrigerante, etc. Estes dados São armazenados em forma de códigos conhecidos como

linguagem de programação. Neste curso você aprenderá a linguagem de programação ISO, que é a mais utilizada nos computadores de máquinas CNC.

2) O Computador - Com todos os seus componentes eletrônicos e circuitos, acomodados em gabinetes específicos. Esta parte física do sistema e também chamada de "Hardware". Estão inclusos nesta pane, além do computador em si, a leitora de fitas perfurada, fita cassete ou disquetes, monitor de vídeo, etc.

3) A Máquina Ferramenta –

Com seus elementos de comando, acionamento e medição

TORNO CNC

COMPONENTES DE UM SISTEMA DE COMANDO NUMÉRICO:

 Programas de instruções;

 Unidade de controle – MCU (Machine Control Unit);  Máquina ferramenta ou outro equipamento controlado.

COMPONENTES DE UM SISTEMA DE COMANDO NUMÉRICO:

 Programas de instruções;

 Unidade de controle – MCU (Machine Control Unit);  Máquina ferramenta ou outro equipamento controlado.

Automação Industrial

Embora uma máquina-ferramenta raramente ultrapasse seis eixos, esta capacidade é vital na indústria.

A razão disto é que existem várias plantas onde as máquinas-ferramenta operam em conjunto com outros dispositivos (manipuladores de robôs, etc.).

Uma peça usinada pode ser retirada da máquina por um robô cartesiano e descarregada em uma esteira transportadora, por exemplo. Isto é o que chamamos de SIM (Sistema integrado da Manufatura).

Nesse caso, o CNC pode ser utilizado para controlar os equipamentos externos à máquina, desde que seu CNC tenha capacidade para isto. O Siemens 810 é um exemplo clássico onde, sem expansão, pode controlar até seis eixos.

O integrador deve ter este parâmetro em mente. Às vezes, a relação custo/benefício ao comprar uma placa expansora para o CNC é melhor do que comprar um CLP, cujo potencial nem será todo utilizado.

Usinagem

As máquinas de controle numérico computadorizado (CNC) são

programadas de acordo com as peças que irão produzir para realizar todos os cortes necessários. As fresadoras na Embraer têm cinco

eixos, o que significa que é possível fazer cortes em até cinco direções diferentes ao mesmo tempo.

PROCESSO MANUAL

Fusos de deslocamentos em X e Z de precisão, temperados e retificados, com esferas recirculantes “Ball-Screw”

pré-carregados, montados sobre mancais com rolamentos de contato angular, acionados por servo-motores e acionamentos PWM, com elementos de realimentação de posição e velocidades integrados (Encoder).

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VARIAÇÃO DE VELOCIDADES

Cabeçote: Motor elétrico com Inversor de freqüência, para acionamento de motores trifásicos em corrente alternada.

Totalmente digital, microprocessado, operando pelo princípio da modulação por largura de pulsos otimizada (PWM).

Freqüências de Trabalho: freqüência nominal 50/60 Hz (+-) freqüência de saída 0 Hz a 300 Hz

LEITOR DE POSIÇÃO DE FERRAMENTA

Repetibilidade do sistema de medição da ferramenta com leitor de posição =  5 m. NOTA: Testes realizados em 21º  1ºC.

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Magazine de ferramenta

Revolver ferramenta

TRACADOR DE FERRAMENTAS

CENTRO DE USINAGEM

Têm como principal objetivo a usinagem em HSM (altas velocidades) e altos avanços de corte. Alguns modelos de matrizes são

confeccionadas diretamente no centro de usinagem. Rotação máxima do fuso = 25.000 RPM

CNC - Computer Numerical Control

Um sistema CNC consiste de três componentes básicos:

1 - programa de instruções.

2 – unidade de controle da máquina (MCU – Machine Control Unit). 3 – equipamento (processo).

Trocador automático de ferramentas

•

_{Redução de tempo de set-up}

•

_{Garantia de Repetibilidade}

ESTRUTURA

• _{Estabilidade térmica e geométrica} • Guias lineares

CABEÇOTE

•

_{Rolamentos de alta precisão}

•

_{Alta velocidade}

•

_{Variação contínua}

•

_{Excelente rigidez}

CNC

Computer Numerical Control

– _{As direções dos eixos seguem a “regra da mão direita”, e o eixo Z} é sempre aquele que conduz a ferramenta em direção a peça, e paralelo ao eixo árvore.

1. SISTEMAS DE COORDENADAS

Toda geometria da peça é transmitida ao comando com auxílio de um sistema de coordenadas

cartesianas.

O sistema de coordenadas é definido no plano

formado pelo cruzamento de uma linha paralela ao movimento longitudinal (z), com uma linha paralela ao movimento transversal (X).

Todo movimento da ponta da ferramenta é descrito neste plano XZ, em relação a uma origem

pré-estabelecida (X0,Z0).

Lembrar que X é sempre a medida do diâmetro.

SISTEMAS DE COORDENADAS

Durante a programação, normalmente a origem (X0,Z0) é pré-estabelecida no fundo da peça (encosto das castanhas) ou na face da peça, “zero flutuante”.

SISTEMAS DE COORDENADAS

O sinal positivo ou negativo introduzido na dimensão a ser programada é dado pelo quadrante, onde a ferramenta está situada

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X-SISTEMAS DE COORDENADAS – PONTOS DE REFERÊNCIA M M W W N M = zero máquina W = zero peça N = ponto de trajetória

Projeto Básico de CNC

EIXO DE COORDENADAS

Y

X Z

ABSOLUTAS: Os dados na contagem absoluta fazem sempre referência a um ponto de referência fixo no plano.

INCREMENTAIS: Cada medida faz referência à posição anterior; as cotas incrementais são distâncias entre pontos adjacentes.

Os sistemas de coordenadas usam-se com este propósito, proporcionando uma orientação ao programador durante o desenvolvimento dos seus programas.

Sistema de coordenadas

As coordenadas de cada vértice são dadas pelas letras A até H.

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1.2 SISTEMA DE COORDENADAS INCREMENTAIS:

Note-se que o ponto A é a origem do deslocamento para o ponto B e B será origem para um deslocamento até um ponto C, e assim sucessivamente.

16. Um programa referente à usinagem de uma peça para torno CNC será desenvolvido conforme desenho abaixo. Considere o sistema de coordenadas absolutas, e que a referência é o zero peça. Entre as alternativas abaixo, relativas à programação CNC, qual apresenta a coordenada do ponto A?

a) X38 Z-12 b) X-12 Z39 c) X39 Z-12 d) X-12 Z-19 e) X39 Z12

Exercícios de Fixação

Preencher as coordenadas em branco

PROGRAMAÇÃO - Comando G00

Marcha rápida para aproximação

PROGRAMAÇÃO - Comando G00

Marcha rápida para aproximação

PROGRAMAÇÃO - Comandos G01, G02 e G03

FUNÇÕES PREPARATÓRIAS G:

G00 AVANÇO RÁPIDO

G01 INTERPOLAÇÃO LINEAR

GO2 INTERPOLAÇÃO CIRCULAR - DIREÇÃO HORÁRIA

G03 INTERPOLAÇÃO CIRCULAR – ANTI-HORÁRIA

G04 TEMPO DE PARADA

G17 PLANO DE TRABALHO X-Y

G18 PLANO DE TRABALHO X-Z

G19 PLANO DE TRABALHO Y-Z

G90 COORDENADAS ABSOLUTAS

G91 COORDENADAS RELATIVAS

25) Um tecnólogo recebeu o pedido para criar um programa CNC para tornear a peça apresentada abaixo. O percurso a ser adotado pela ferramenta deve ser de A a J.

PROVA DO ENADE 2011- TECNOLOGIA EM FABRICAÇÃO MECÂNICA

Que comandos devem ser empregados para a máquina executar essa trajetória? A) G0, G1, G1, G3, G1, G1, G1, G2, G1.

B) G1, G0, G1, G3, G1, G1, G1, G2, G1. C) G0, G1, G1, G3, G1, G1, G1, G3, G1. D) G1, G1, G1, G2, G1, G1, G1, G3, G1. E) G0, G0, G1, G3, G1, G1, G1, G2, G1.

PLANOS DE TRABALHO G17,G18,G19

PROGRAMAÇÃO DE COMANDO NUMÉRICO

G17 PLANO X-Y

G18 PLANO X-Z

G19 PLANO Y-Z

M00_PARADA PROGRAMADA

M01_PARADA OPICIONAL DE PROGRAMA M02_FIM DE PROGRAMA

M03_LIGA ÁRVORE SENTIDO HORARIO

M04_LIGA ÁRVORE NO SENTIDO ANTI-HORARIO M05_DESLIGA ÁVORE

M07_LIGA REFRIGERANTE DE CORTE M08_DESLIGA REFRIGERANTE

M11_FAIXA DE ROTAÇÃO A (100 A 500 RPM) M12_FAIXA DE ROTAÇÃO B (300 A 1500 RPM) M13_FAIXA DE ROTAÇÃO C (800 A4000 RPM) M24_ABRE A PLACA DE FIXAÇÃO

M25_FECHA A PLACA DE FIXAÇÃO

M26_RECUA O MANGOTE DA CONTRA PONTA M27_AVANÇA O MANGOTE DA CONTRA PONTA M30_FIM DE PROGRAMA

FUNÇÃO N _DEFINE O Nº. DE BLOCO FUNÇÃO H _DESVIOS (ACABAMENTO)

FUNÇÃO P _DESVIO PARA UM SUB-PROGRAMA FUNÇÃO T _SELECIONA FERRAMENTAS

FUNÇÃO # _ FINAL DE CADA BLOCO (END OF BLOCK) EX. N120.T0212#

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Exemplo:

:

N50 G00 X130. Z140. #

N55 G01 X132. Z138. F.2 #

N10 G90 S400 M3 ; Coordenadas Absolutas, Rotação, Fuso Horário N20 G00 X30 Y20 Z2 ; Aproximação da Posição de Início

N30 G01 Z-5 F1000 ; Avanço à Profundidade N40 X80 Y65 ; Interpolação Linear

N50 G00 Z2 ; Retrai Ferramenta

Exemplo da Função G02 ou G03 com R

Objetivo: Aplicar as funções de Interpolação Circular G02/G03, usando a função "R", somente como acabamento.

3. PROGRAMA: 1. DESENHO DA PEÇA

: Desbaste anterior

N40 T0202; ACABAMENTO # Chamada de ferramenta e Corretor N45 G54 # Origem zero peça

N50 M13 # Faixa de rotação N55 G96 # Prog. em Vc constante N60 S180. # Valor de Vc

N65 G92 S1500 M03 # Limite de RPM e Sent. de giro do eixo árv. N70 G00 X0 Z82. M08 # Posicionamento rápido

N75 G42 # Compensação do raio da ferramenta N80 G01 X0. Z80. F.2 # Aproximação

N85 G01 X21. Z80. # Faceia

N90 G01 X24. Z78.5 # Interpola chanfro N95 G01 X24. Z50. # Torneia diâmetro menor

N100 G02 X44. Z40. R 10. # Interpola raio anti-horário N105 G01 X50. Z25. # Interpola o ângulo

N110 G01 X74. Z25. # Faceia

N115 G03 X80. Z22. R 3. # Interpola o raio horário N120 G01 X80. Z12. # Torneia o diâmetro maior N125 G40 # Descompensação do raio da ferramenta N130 G01 X84. Z12. # Afasta a ferramenta

N135 G00 X150. Z150. M09 # Pto de troca final e Desliga o refrig. N140 M30 # Final de programa

Meios de Fixação de Peças e Ferramentas

A fixação de peças em torno CNC através de placa com 3 castanhas podem ser acionadas de forma manual ou de forma automática com abertura e fechamento através de comando contido no programa

CNC.

Placa com fixação manual da peça

Fixação placa / contra-ponto com apoio de luneta

ARRASTADOR FRONTAL

Arrastador frontal é um meio de fixação utilizado em tornos automáticos

universais CNC com a finalidade de usinar peças tipo eixo em toda a sua extensão.

Este acessório trabalha sempre em conjunto com a contra-ponta da máquina.

PLACA DE FIXAÇÃO INTEGRADA

COM ARRASTADOR FRONTAL

Programação CNC básica

Linguagens de Programação

•

Fanuc

•

Siemens

•

Mitsubishi

•

Fagor

Vega MVU920 - Centro de Usinagem

Adequados para a formação escolar e indústria leve Sistema FANUC

Baixo custo e alta performance

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Placa

Automação da usinagem

Máquinas Convencionais ou CNC



CNC

 Tempo de Produção

 Repetibilidade e precisão

 Capacidade de produzir geometrias complexas em tempo

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http://pt.slideshare.net/renanribeiro/apostila-torno-cnc-fanuc-21i?related=1